汽车动力性设计计算公式.docx
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汽车动力性设计计算公式
汽车动力性设计计算公式
3.1动力性计算公式
3.1.1
（km/h）
变速器各档的速度特性:
其中：
rk为车轮滚动半径，m;
h疋ne
Uaj=0.377上-
Igi5
由经验公式：
厲=0.0254-b（1-■）（m）
[2
d----轮辋直径，in
b----轮胎断面宽度，in
'---轮胎变形系数
ne为发动机转速，r/min；i°为后桥主减速速比；
igi为变速箱各档速比，i（i=1,2...P），P为档位数，（以下同）
3.1.2各档牵引力
（N）……
（2）
其中：
Ttq（Ua）为对应不同转速（或车速）下发动机输出使用扭矩，N?
m；t为传
动效率。
汽车的空气阻力:
其中：
Cd为空气阻力系数，A为汽车迎风面积，m2汽车的滚动阻力:
Ff=Gaf
其中：
Ga=mg为满载或空载汽车总重（N），f为滚动阻尼系数
汽车的行驶阻力之和Fr:
F^FfFw（N）……⑸
注：
可画出驱动力与行驶阻尼平衡图
3.1.3各档功率计算
汽车的发动机功率:
其中：
Pei（Ua）为第i（i=1,2...p）档对应不同转速（或车速）下发动机的功率。
Pei（Ua）
Ttq（Ua）ne
9549
（kw）
汽车的阻力功率:
3.1.4各档动力因子计算
Fti（Ua）-FwDi（Ua）-;-……（8）
Ga
各档额定车速按下式计算
rknec
山"=0.377——（km/h）……（9）
igii0
其中：
nec为发动机的最高转速；
Di（Ua）为第i（i-1,2...p）档对应不同转速（或车速）下的动力因子。
对各档在［0，Uac.i］内寻找Ua使得Dj（Ua）达到最大，即为各档的最大动力因子Di.max
注：
可画出各档动力因子随车速变化的曲线
3.1.5最咼车速计算
当汽车的驱动力与行驶阻力平衡时，车速达到最高。
3.1.5.1根据最高档驱动力与行驶阻力平衡方程
Ft.highest（Ua）-Fr（Ua）,
求解Ua。
舍去Ua中的负值或非实数值和超过额定车速的值；若还有剩余的值，则选择
它们中最大的一个为最高车速，否则以最高档额定车速Uac作为最高车速Ua.max
额定车速按下式计算
其中：
nec为发动机的最高转速
igh为最高档传动比
附着条件校验
根据驱动形式计算驱动轮的法向反力Fn
驱动形式4*4全驱：
Fn=Ga
4*2前驱：
Ga
Fn二〒（L-a）
4*2后驱：
Ga
Fnla
其中：
L为轴距，a为满载或空载质心距前轴的距离若满足下式
Ft.highest..
Fn
其中：
「一一道路附着系数
则表示“超出路面附着能力，达不到计算得出的最高车速值!
3.1.6爬坡能力计算
码=arcsin
gj…（11）
lGa丿
其中：
:
i为第i（i=1,2...p）档对应不同转速（或车速）下的爬坡度
3.161各档爬坡度在［0，山⑴］中对'i（Uai）寻优，找到最大值‘山
3.1.6.2附着条件校验
计算道路附着系数提供的极限爬坡能力«i.m2
4*2后驱:
4*2前驱:
a
:
m=arctan（），计算〉
L-屮hg
其中：
b满载或空载质心到后轴的距离
’一一道路附着系数
L——轴距
取ai.m1、a52之小者作为一档或直接档的最大爬坡度
3.1.7最大起步坡度
3.1.7.1按下式计算最大起步驱动力Ftq
Txixi0
Fdq二一gq一-t（N）......（12）
rk
其中：
Teqmax为发动机的最大输出扭矩
igq为起步档位的传动比，这里分别取一档传动比和二档传动比
i0为主减速器的传动比
t为起步档（一档或二档）的传动效率
3.1.7.2按下式计算最大起步坡度：
q
Ftqaq=arcsin（）-arctanf（rad）（13）
GaP1+f2
3.1.7.3附着条件校验
按3.1.6.2校验附着条件，得到极限爬坡度「m2，取二q和一:
：
m2之较小者作为最
大起步坡度。
3.1.8加速性能计算
3.1.8.1计算第i（i"2..P）档的旋转质量换算系数；i
如果已知经验值；1，；2，则按下式计算
i=1、12巧......（14）
其中：
igi――第i档传动比
如果已知车轮的转动惯量Iw和飞轮的转动惯量If，则按下式计算
22
Ii2Xi2wfigij）
22t）
rkrk
其中：
m满载或空载质量
3.182按下式计算第i（i=1,2-p）档加速度
其中：
a：
为第i（i=1,2..・P）档对应不同转速（或车速）下的加速度
注：
可画出加速度倒数随车速变化的曲线
3.1.8.3连续起步换档加速时间和加速距离的计算
确定最佳换档点：
设从第i档换到iT档（i=1,2…p-1）的最佳换档点对应的车
速为Uabi
计算加速时间
其中：
ap（ua）为最高档（或直接档）加速度
uae――用户指定的加速终了速度
uas――用户指定的加速起始速度
按下式计算载质量利用系数m
me
m°
其中：
me为装载质
mo为整车整备质量
3.2经济性计算公式
3.2.1直接档（或超速档）等速百公里油耗计算
3.2.1.1计算燃油消耗率ge
按下式计算行驶阻尼功率P:
1（Cda3+Gaf）
t‘76140106Ua3600Ua
按下式计算对应的发动机转速ne:
其中：
igd――直接档（或超速档）传动比
根据万有特性，通过插值求出对应于上面计算结果Pr、ne的有效燃油消耗率ge
（g/kw•h）
3.2.1.2计算直接档等速百公里油耗
其中：
为燃料的重度注：
可画出百公里燃油消耗率随车速或转速的曲线
3.2.2最高档全油门加速500m的加速油耗（L/500m）
3.2.2.1取计算的时间步长为-4o
3.2.2.2初速度：
=30km/h（GB/T12545-1990）
在第n个时间段内
乂广V加（n=2,3...）……（25）
3.2.2.3末速度：
Ven=Vg363卩他）t（n=12）
3.2.2.4累积行驶距离
Sto
3.225燃油消耗率：
gen
起点燃油消耗率gs
其中：
igh为最高档传动比
终点燃油消耗率gen
Qt0
……（29）
如果St
n
<500，则n=n+1再次计算，否则停止，并以Qtn作为Q500。
3.2.3循环工况百公里燃油消耗量
按照GB/T12545-1990,根据载货车总重量选择的标准试验循环工况号，并按要求
工况计算燃油消耗量及行驶距离。
3.2.3.1怠速工况的计算
燃油消耗量：
Qift（ml）……（30）
其中：
ge为怠速燃油消耗率
t为怠速工况时间（由标准工况决定）行驶距离
S=0（m……（31）
323.2匀速工况的计算
燃油消耗量
发动机功率
P_1（CDA3*Gaf）
c_:
（76140106Ua3600Ua
nc
发动机转速
其中：
rk车轮滚动半径
igi。
0.377rk
u
a
由PC、nc根据万有特性插值得到燃油消耗率gec按下式计算燃油消耗量
R汉ge
Qc=ct……（32）
367.1
其中：
t为匀速工况时间
行驶距离
足誉……（33）
其中：
Ua为匀速工况的行驶速度
t为匀速工况时间
3.2.3.3
加速工况的计算
燃油消耗量：
在加速初速度Vs和末速度V中均匀取50个点，记为Vi
按3.2.3.2中同样方法计算燃油消耗率，并按下式计算各速度下单位时间的燃油消耗：
gti
1
367.11000
Pe（Vi）gq
（34）
（35）
加速时间
3.6a
其中：
a――加速度
燃油消耗量按下式计算
（36）
Qa「gtit
行驶距离
22
cve-vs
Sa
25.92a
其中：
a为加速度
3.234减速工况计算
燃油消耗量
Qd勺吐
（38）
其中：
ge为怠速燃油消耗率
t为减速工况时间
行驶距离
22
Vs7
Sd
25.92a'
（39）
其中：
Vs为减速运动的初速度
Ve为减速运动的末速度a'为减速度。
3.2.3.5各工况之总油耗记为Qt,
Qt=Qi'QcQaQd
循环工况百公里油耗：
Qt
Q、100
St
总的行驶路程记为St
……（40）
（41）
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